if语句-C++中的无分支if是什么样子的

if statement - What does a branchless if in C++ look like?

本文关键字：if 什么样 分支 语句 -C++      更新时间：2023-10-16

我意识到我在这方面非常缺乏知识（用一种奇特的方式说我不了解杰克）。

是否有关于如何以及何时使用它们的文档？

除了所有基于twidling的无分支代码（不会涵盖所有内容，如FP）之外，您还可以获得专门用于创建无分支代码的指令，这些指令将是x86下的SETcc、FCMOVcc和CMOVcc，它们根据比较中的条件标志执行操作。

一个真正简单的例子是（是的，这个例子太简单了，人们可能永远不会写这样的东西，这只是为了清楚地证明一点）：

bool CheckZero(int x)
{
    if(x == 0)
       return true;
    return false;
    //OR we can use: return (x == 0) ? true : false; 
}

现在，一个简单的x86编译器可能会将其编译为：

    MOV EAX,[ESP + 4]
    TEXT EAX,EAX
    JE _TRUE
    XOR EAX,EAX
    RETN 4
_TRUE:
    MOV EAX,1
    RETN 4

一个优化的x86编译器会将其分解为以下无分支代码（或类似代码）：

MOV ECX,[ESP + 4]
XOR EAX,EAX
TEST ECX,ECX
SETE AL
RETN 4

这里可以找到一个更复杂的例子。

然而，这是编译器将执行的操作，而不是您应该担心的操作（至少在不分析编译器输出的情况下不会担心）。但是，如果代码必须是无分支的，C++就不能提供足够的控制，所以需要使用（内联）汇编。

不久前我写了三元逻辑模拟器，这个问题对我来说是可行的，因为它直接影响我的解释器执行速度；我被要求以尽可能快的速度模拟大量的三元逻辑门。

在二进制编码的三进制系统中，一个trit被打包为两个比特。最高有效位表示负，最低有效位表示正。情况"11"不应发生，但必须正确处理并威胁为0。

考虑inline int bct_decoder( unsigned bctData )函数，它应该将我们格式化的trit返回为正则整数-1、0或1；正如我所观察到的，有4种方法：我称它们为"cond"、"mod"，"math"answers"lut"；让我们调查他们

第一个是基于jz|jnz和jl|jb的条件跳跃，因此是第二个。它的性能一点也不好，因为它依赖于一个分支预测器。更糟糕的是，它是变化的，因为不知道是否会有一个或两个先验分支。这里有一个例子：

inline int bct_decoder_cond( unsigned bctData ) {
   unsigned lsB = bctData & 1;
   unsigned msB = bctData >> 1;
   return
       ( lsB == msB ) ? 0 : // most possible -> make zero fastest branch
       ( lsB > msB ) ? 1 : -1;
}

这是最慢的版本，在最坏的情况下可能涉及2个分支，这是二进制逻辑失败的地方。在我的3770k上，随机数据平均产生约200MIPS。（此处和之后-每次测试是在随机填充的2mb数据集上进行1000次尝试的平均值）

下一个依赖于模运算器，它的速度介于第一和第三之间，但速度明显更快——600 MIPS:

inline int bct_decoder_mod( unsigned bctData ) {
    return ( int )( ( bctData + 1 ) % 3 ) - 1;
}

下一个是无分支方法，它只涉及数学，因此涉及数学；它根本不假设跳转指令：

inline int bct_decoder_math( unsigned bctData ) {
    return ( int )( bctData & 1 ) - ( int )( bctData >> 1 );
}

这做了应该做的事，表现得非常好。相比之下，性能估计为1000 MIPS，比分支版本快5倍。分支版本可能由于缺乏本机2位签名int支持而速度减慢。但在我的应用程序中，它本身就是一个非常好的版本。

如果这还不够，那么我们可以继续前进，吃一些特别的东西。下一种方法叫做查找表方法：

inline int bct_decoder_lut( unsigned bctData ) {
    static const int decoderLUT[] = { 0, 1, -1, 0 };
    return decoderLUT[ bctData & 0x3 ];
}

在我的例子中，一个trit只占用2个比特，所以lut表只有2b*4=8个字节，值得一试。它适合缓存，在1400-1600 MIPS下工作速度极快，这就是我的测量精度下降的地方。这是快速数学方法的1.5倍加速。这是因为您只需要预先计算结果和单个AND指令。遗憾的是，缓存很小，（如果你的索引长度大于几位）你根本无法使用它

所以我想我回答了你的问题，关于分支/无分支代码是什么样子的。答案要好得多，有详细的样本、真实世界的应用程序和真实的性能测量结果。

http://hbfs.wordpress.com/2008/08/05/branchless-equivalents-of-simple-functions/

我认为（尽管我只知道我在页面上读到了什么）这是一种在没有分支的情况下获得if功能的方法（基于单词branchless if；），这是有意义的）。不知道更多。

感谢谷歌先生。

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